C++ future async promise 用法详解 - future

Future

文章目录

    • Future
      • 获得方式
      • 作用
      • 原理
      • 基本函数
      • 基本用法

获得方式

  • std::async 的返回值
  • std::packaged_task 的消费方式
  • std::promise 的消费方式

作用

  • 查询 状态
  • 等待 返回值
  • 获取 返回值
  • 以此配合完成线程同步

原理

  • shared state 指针

基本函数

  • 构造函数、析构函数和赋值操作等

    // 构造函数,default 构造函数无 shared state 指针,此时 not valid,可移动赋值
    // 综上,一共以上3种 + 移动赋值 四种构造 valid future 的方式
    future() noexcept;
    future (const future&) = delete;
    future (future&& x) noexcept;
    // shared state 引用计数减一,若为0,shared state 析构
    ~future();
    // 赋值运算符,若之前valid,则shared state 引用计数减一,若为0,shared state 析构
    future& operator= (future&& rhs) noexcept;
    future& operator= (const future&) = delete;
    
  • share 函数

    • 返回 shared_future 对象,持有相同的 shared state 指针
  • 与 future 的唯一区别是,可以多线程,多次get value

    shared_future<T> share();
    
  • 同步函数

    // 是否与 shared state 关联
    // default 构造 false
    // 三种构造 true
    // 成功 get value 后,且无重新赋值 false
    // 也就是 为 true 时,可以调用下面的函数,否则不可以
    bool valid() const noexcept;
    // 当 shared state 为 ready 时,返回 value 或者 抛出异常
    // 不 ready 时,阻塞线程
    // 只可以调用一次,除非重新赋值
    // 调用之后 valid 为 false,shared state 引用计数减一
    R& future<R&>::get();       // when T is a reference type (R&)
    void future<void>::get();   // when T is void
    // 效果同 get(), 但是 不返回 value / exception 的效果
    void wait() const;
    // 效果同 wait(), 但是 等一段时间(timeout_duration) 之后返回
    // 当 deferred function 时,不阻塞
    // future_status::ready、timeout、deferred
    template <class Rep, class Period>
    future_status wait_for (const chrono::duration<Rep,Period>& rel_time) const;
    // 效果同 wait(), 但是 等到(timeout_time) 之后返回
    // 当 deferred function 时,不阻塞
    // future_status::ready、timeout、deferred
    template <class Clock, class Duration>
    future_status wait_until (const chrono::time_point<Clock,Duration>& abs_time) const;
    

基本用法

  • 检查 valid

  • 根据需要调用同步函数

    #include <iostream>
    #include <future>
    #include <thread>
     
    int main() {
        // packaged_task
        std::packaged_task<int()> task([]{ return 7; });    // wrap the function
        std::future<int> f1 = task.get_future();            // get a future
        std::thread t(std::move(task));                     // launch on a thread
        // async()
        std::future<int> f2 = std::async(std::launch::async, []{ return 8; });
        // promise
        std::promise<int> p;
        std::future<int> f3 = p.get_future();
        std::thread( [&p]{ p.set_value_at_thread_exit(9); }).detach();
        
        // wait + get
        if (f1.valid()) {
            f1.wait();
            std::cout << "f1 get: " << f1.get() << std::endl;
        }
        // wait_for + get
        if (f2.valid()) {
            auto s2 = f2.wait_for(std::chrono::seconds(1));
            if (s2 == std::future_status::ready) 
                std::cout << "f2 get: " << f2.get() << std::endl;
        }
        // wait_until + get
        if (f3.valid()) {
            auto s3 = f3.wait_until(std::chrono::system_clock::now() + std::chrono::seconds(2));
            if (s3 == std::future_status::ready)
                std::cout << "f3 get: " << f3.get() << std::endl;
        }
        t.join();
    }
    

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